探奇工作室 Touch Classroom

筆者嘗試使用NXT-G軟體，也做了一台雙輪機器人。 依照Philo 先生的NBC 程式，以相同的PID控制方式，控制馬達的輸出力量。 不過還是不太穩定，需要花更多時間找出最佳控制參數。 這台機器人的結構作了一些調整，輪胎裝在外側，雖然輪距比較寬，但是可以降低馬達重心。 光源感應器可以比較容易調整與地面的距離。 不過進行運作試驗時，光源感應器常常摩擦地面，有一點心疼！ 這台機器人的控制無法完美地收斂，所以只能用手指擋著，否則就會發瘋，加足馬力向前（向後）狂奔。 歡迎索取這個不太完美的程式，大家一起改進，請觀賞我們的影片表演！謝謝！

這篇文章我們將介紹如何使用Compass Sensor Block，要安裝這個BLOCK，你必需先安裝Dynamic Block Update 請先到 http://mindstorms.lego.com/support/updates/ 下載並安裝Dynamic Block Update 再到 Hitechnic 下載相關的Compass Sensor Block，請將Compass sensor.zip解壓縮備用。 接著就依照下面圖示說明： 1. 進入NXT-G選擇預設程式，按下OK開啟新程式。 選擇工具選項的「Block Import and Export wizard....」 （安裝Dynamic Block Update，才會出現這個工具選項） 按下Browse，選擇剛才compass sensor .zip解壓縮的檔案夾， 選取Compass Sensor (反橘色） 使用下拉式選單，選擇一個命令面版（Palette），Compass Sensor block 指令方塊會出現在這個命令面版。 按下Import進行安裝。 喝杯咖啡，稍等一下下，安裝就是將一些檔案傳到特定的目錄。 在BLOCK安裝之後，需要重新啟動NXT-G程式，在你選擇擺放BLOCK的命令面版，就可以發現Compass Sensor 的圖示。 我們做了一個Compass Sensor 的簡單應用：電子指北針 將Compass Sensor 裝在NXT上，手拿著NXT，任意旋轉NXT，在NXT的螢幕上會顯示北方方向。 手邊沒有指北針？沒關係！帶著NXT電子指北針，再也不怕迷失方向。 為了在螢幕上畫出指針，使用到Sine Cosine 的計算，所以我們直接使用 Sine Cosine block， 方便又快速。讓我也複習了三角函數。 Compass Sensor Block提供絕對方位及相對方位，還有數值比較的功能，非常具有實用價值。 探奇教室願意提供這個程式（只是很簡單，不太完整的程式 ），歡迎有興趣的人改進這個電子指北針程式，謝謝！ 註：在NXT-G載入電子指北針程式務必先安裝Compass Sensor Block及Sine Cosine Block，否則NXT-G可能無法執行。

終於有時間試試電子羅盤，拆開外盒，跟樂高原廠感應器有著同樣的外表。 差別就在感應器前端下方的Compass sensor字樣。 根據說明書，直接使用VIEW功能的超音波感應器CM，就可以測試電子羅盤的功用。 選擇接在Port 2 當感應器對準南方時，羅盤度數應為180度，因為超音波感應器只能顯示0-250，所以將讀值除以二，顯示為90。 0度則顯示?????表示北方，最大值為359度，顯示為179 使用電子羅盤需要保持水平狀態，否則會有偏差產生。 說明書也建議避免環境磁力的影響，電子羅盤需要遠離NXT BRICK 10公分的距離，更要避開馬達15公分的距離，防止受到干擾。 這顆感應器的反應速度是100次/每秒，相當於10ms 所以撰寫NXT-G程式時，可以配合HiTechnic的Compass Sensor BLOCK進行控制。 我們會在下一篇文章中，寫出一個簡易的示範程式。歡迎討論。

謝謝大家的指正！ 前文 使用的軟體畫面是1.0.1.0版，很快就已經更新到1.0.4.0版。 所以筆者重新將新的畫面公布，避免造成誤解。 下圖：1.0.4.0版軟體圖示也更新了（調色盤底部是白色）！ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 下圖：NeXTScreen程式畫面比較漂亮，仍然只有放大1-4倍的選擇。 也多了操控NXT的按鍵（畫面下方）。 下圖：不知道Display的Normal及Popup有何功能？ 下圖：NeXTScreen2的NXT擬真畫面，比較有觀看實體的感覺，畫面放大倍數的刻度較細。 還特地用紅字標示「選單請按滑鼠右鍵」，真是有趣！ 這次的改版讓我注意到，新軟體的使用因為版本的不同有所差異，還請大家一起提供最新資訊，謝謝！

還沒拆開看，請預定者等待email匯款通知，謝謝！

自從LabView toolkit for NXT發表之後，就有許多人研究更多的BLOCK，補足原有BLOCK的不足。 截至目前為止，已經有20多個指令方塊，全部可以在nxtasy.org下載。 就在筆者嘗試彙整這些BLOCK的同時，昨天 Guy Ziv也在nxtasy.org發表文章 ，將這些Block分類，請參考 文章連結 。 筆者並未完全瞭解這些指令，如果有人試用過也歡迎回覆。 這些指令方塊以中文列表如下，大家可以參考，或許就有你可以應用的指令喔！ 1. Hitechnic Acceleration  Sensor Block Hitechnic加速度感應器的指令 2. Hitechnic Color Sensor Block HiTechnic彩色感應器的指令方塊 3. Hitechnic Compass Sensor Block HiTechnicde電子羅盤感應器的指令方塊 4. Battery Level Block 剩餘電力 5. Memory Level Block 剩餘快閃記憶體容量 6. Display Number Block 在NXT螢幕顯示數字 7. Display Time 在NXT螢幕顯示時間 8. Simple Array Block 提供簡單陣列功能 9. Motor Power Meter Block 目前馬達輸出力量 10. Min-Max Block 在持續接收的數值中找出最大及最小值 11. Line Following Block 使用一顆光源感應器，沿著黑線行進的指令 12. Advanced Array Block 提供完整陣列功能 13. Mask Block 位元遮罩，可以指定位元數目進行AND演算 14. Bit Logic Block 提供位元演算，有 AND, OR, XOR, and NOT 15. Random Number w/Seed Block 可以輸入種子的隨機亂數產生器 16. COS/SIN Block 三角函數Sine Cosine 計算 17. Arctangent Block 三角函數 Arctangent 計算 atan ...

恭喜恭喜！太棒了！！恭喜黃老師、參與的家長及小朋友！你們太棒了！ 轉摘自機器人學苑討論區文章及圖片，敬請點選連結觀看原文及更多圖片 。 由新竹科學園區實驗中小學學生所組成， 黃郁文老師所指導的" 實驗401 "隊， 代表台灣參加 FLL WORLD Festival 2007 4/12-4/14在美國喬治亞洲亞特蘭大(ATLANTA, GA) 經裁判團一致推薦，榮獲Judges' Award 。 Judges' Award This award gives the judges the freedom to recognize the most remarkable teams for which a standard award does not exist.

探奇教室部落格曾經介紹過Extreme NXT這本書。 （請參考之前的文章） 雖然筆者沒有買這本書，不過這本書的官方部落格倒是有許多的很棒的想法。 該書作者 Michael Gasperi的網頁 ，專門介紹MINDSTORMS 自製感應器，（在過去RCX感應器種類比較少的情況下，自製感應器是一種擴充RCX功能的方法） NXT發行之後，該網頁也增加許多NXT相關的文章，包括使用 Visual Basic撰寫程式，利用藍芽裝置遙控NXT 。 在官網中也設立 Extreme NXT的論壇 ，讓大家一起討論這本書，不過還沒有人留言。 根據論壇的消息，最近有新的影片，介紹書中的NXT應用。其中一個就是Simon Game 這個遊戲大家應該都玩過，就是「老師說」。老師說過的話，遊戲者必須覆頌，還要做出話中的動作。 後來也有這種有玩具發行，機器顯示燈號及聲音，玩家必須記住機器的燈號及聲音順序，完全重複一次。 機器出題的題目長度從1個燈號開始，長度愈來愈長，玩家就要接受記憶力的考驗。 大家可以參考他們的示範影片。 在這本書中，SIMON Game 包含： 1. Mindsensors的I2CRead, I2CWrite Block (用來讀取 I2c Bus 的資料) 2. 自製LED，按鍵等電路 3. NBC 程式 Extreme NXT 最近公佈了 NXT-G版的Simon game 程式 。 筆者認為這又是一個瞭解NXT-G的好機會。也證明善用NXT-G應該可以完成機器人複雜的應用。 雖然用了許多MY BLOCK，但是程式說明非常清楚。 那麼如果想做這個Simon Game，但是沒有這本書該如何製作電路呢？答案還是：請購買參考這本書的內容！ 不過！ 其實在知道這本書之前，筆者就想做這個應用，（真的！我有想過！ ） 所以我們可以利用9797所附的三顆燈泡及轉換線，做出有三個燈的SIMON GAME。 按鈕呢？9797附了兩個觸碰感應器。 第三個按鈕需要再買感應器嗎？ 不用！只要使用橘皮書裡面五十川老師的創意構造，就可以使用兩顆觸碰，製作三種按鈕狀態的效果。 再改造NXT-G程式，應該可以完成。 當然說比做容易，大家一起努力試試看吧！ Extreme NXT 網站 新增加的影片還有 掃把平衡機器人 。 （這也是筆者之前就想做的，真的！ 就是模仿李堂華特技團，轉盤子的機器人） ...

2007.4.17 註記：此軟體之功能及畫面已經更新，請參考 另一篇新版畫面介紹的文章 。 又是John Hansen先生的傑作！！（他是NBC，NXC創作者） NeXT Screen可以將NXT螢幕畫面即時顯示在PC上。 這對於教學非常方便，可以示範給其他人觀看，不用再擠在NXT前面觀看小小的NXT螢幕。 也可以將NXT螢幕擷取下來，不用擔心照相反光問題，製作教案書籍非常便利！ 支援USB及藍芽連線（當然USB更新速度較快，藍芽更新速度較慢）。 將來也會整合在BricxCC，馬上來試用看看！ 程式下載 解壓縮後有兩個程式： NeXTScreen.exe只有顯示功能；NeXTScreen2.exe增加NXT按鍵遙控（從PC遙控NXT） 執行程式後先出現連線選擇畫面， 預設值為USB。 筆者使用藍芽，輸入藍芽連線COM值，在Use bluetooth核取打勾。 連線成功後，出現下面的畫面： 勾選Poll，就會開始更新NXT畫面，可以調整更新速度Refresh Rate 也可以調整顯示畫面大小Scale NeXTScreen2程式執行畫面，一開始螢幕是空白的，按下滑鼠右鍵，就可以設定。 選取Polling(打勾)就可以顯示更新NXT畫面。 用滑鼠點選橘色鍵，後退鍵，左右鍵，都有遙控效果喔！ 還有剪貼功能，可以儲存畫面喔！ 大家可以一起試試！非常有用的軟體！

探奇教室曾經介紹 使用GYRO SENSOR製作的Segway機器人， 有人來信詢問下面這段影片的機器人除了光源感應器，還有其他感應器嗎？ 答案是沒有，整台只有用到光源感應器。 筆者查了一下，將這些類似Segway的兩輪平衡機器人，做一個簡單介紹： 最早是 Steve Hassenplug的LegWay ，使用RCX製作，使用兩顆Hitechnic的 EOPDs (Electro-Optical Proximity Detector)光電近接感應器，軟體是LegOS。 不僅可以維持平衡，還能沿著黑線前進。 Steve Hassenplug也提到使用NQC反應太慢，不適合這種需要高速反應的設計。另外，他尚未完成使用光源感應器的設計。 大家可以進入他的網頁欣賞相關圖片及影片。 在2006/6月時，Philo先生使用NXT，製作出靠光源感應器平衡的兩輪機器人，他用的程式是NBC。在 Philo先生的網頁 也很謙虛地推崇Steve Hassenplug，（但是筆者認為用光感更高竿 ，最重要的還是Philo先生的謙卑態度），大家也可以到Philo先生的網頁，看看影片介紹。還提供程式下載。有原始NBX檔案，需要修改光源感應器參數，另行編譯再下載至NXT執行。 同時也提供編譯完成之程式，大家不必再安裝Bricxcc ，直接可以下載至NXT執行，但是光源參數值不一定適用你的環境。 （如果看的懂NBC，也許可以試試使用NXT-G改寫程式。雖然NXT-G的編譯環境是慢速大怪獸，但是Bricxcc與NXT-G用的是同樣的FIRMWARE，反應速度也許不差。） 大家看到的影片連結就是  Rich Thompson 在YOUTUBE公布的影片，大家也可以到他的網頁看看，他使用的就是Philo先生的程式。不過可能是因為光源感應器的反應問題，這台機器人會不由自主地向前，似乎無法維持原地平衡。 最新的就是2007 二月，Ryo Watanabe, Waseda University（沒錯，是早稻田大學的助理教授）所發表的 NXTway-G 。 使用Hitechnic的GYRO sensor，加上複雜的控制系統，輕易地達成兩輪平衡。如果有興趣，可以連結到他的網頁，有完整的控制數學模型，圖片及影片。還有NXT馬達的數學參數，GYRO SENSOR的連接方式敘述。 大家不妨先從Philo先...

樂高積木的馬達種類非常多，依照適合電壓分類有1.5V，4.5V，9V，12V等。 這些馬達應用在各種不同的套件（SET），Train, Create, Technic, Mindstorms等系列。 在教育部門的套件中，都是使用9V馬達。 2838C01馬達(右圖最左邊） 9645動力機械組就是搭配這顆馬達，我們的動力機械教案也是用這顆馬達建構完成。 9615馬達組也是使用這款馬達，扁平方正，體積小，不佔空間，很容易和傳統積木組合，轉速高，扭力小。對於簡單動力機械，非常方便使用。 43362馬達（右圖右邊兩顆，兩顆的顏色不同） MINDSTORMS RCX機器人套件9786，9794搭配的馬達。這顆馬達從2002年開始使用，內部有減速齒輪，轉速較低，相對扭力較大。 71427馬達（RCX所使用的舊款馬達） 是43362的前身，長相跟43362相同，但是重量較重，扭力似乎也比較大一些。 53787馬達（上方左圖） NXT機器人9797，8527所附的馬達，內建角度感應器，低轉速，高扭力。 此外，還有三種9V馬達： 5292 Electric RC Race Buggy Motor ，用在＃8475遙控車，最近的＃8421大吊車 。 有兩個輸出孔，扭力也很大，但是因為內建減速齒輪，形狀不太對稱，體積也比較大，不容易配合積木組裝。 樂高公司針對這款5292馬達，推出馬達組合（MOTOR BOX）#8287，包含一些齒輪零件。 圖片連結:www.Peeron.com 47154 Electric Technic Motor 9V Geared，用在4895 Motion Power 動力直昇機，也是經過減速，轉速約在480RPM。 圖片連結:www.Peeron.com 2986 Electric Technic Micromotor，舊套件的小型馬達，體積小，當然力量也比較小。（筆者還沒見過實體） 圖片連結:www.Peeron.com 以上這些樂高9V馬達的轉速扭力比較，請參考 Philo先生的文章 。 今年最新的馬達就是POWER Functions，應用在8275，4958等套件，分成大中小型式，還可以使用紅外線遙控。大家可以參考玩家在 Brickshelf 貼出的照片。 其實使用樂高進行創意活動時，可以使用任何的組件，只要尺寸能夠配合，大家都可以盡量發揮創意。...

經過兩個星期等待，日文書籍已經到貨。 我們會再以EMAIL通知大家匯款資料，也請大家將寄送地址資料EMAIL給我們。 我們會盡快將書籍寄出。 這次有多買幾本，所以如果還有需要購書，也可以EMAIL給我們。 郵局便利袋可以裝兩～三本書，55元。 四本書就需要用便利箱，70元。 請自行計算運費，謝謝！

Dave Astolfo在 他的網站（Plast-Bots) 公布一台機器人--- BrickSorter 利用HiTechnic的彩色感應器，命令機器人進行積木顏色分類工作。 文中提到了這個感應器需要在1公分的距離才能分辨顏色。 大家可以參考下面的影片： (觀賞這種有配樂的影片，還真是一種享受 ） 雖然片中的機器人有些許失誤，作者也分析出應該是放積木的布丁盒太小的緣故。 大體上運作得還不錯，特別是機器人將滑梯的末端抬起放下，可以將積木放到不同的盒子，這種設計也蠻特殊的。 不知道除了積木顏色分類之外，大家還有沒有其它的應用呢？

謝謝大家的配合，團購訂單已經寄出。 請大家耐心等候，謝謝！

一般人的印象，覺得機器人就是做一台會動會跑的東西。 其實在國外的機器人教學，一直都是配合著數學，物理及生活科技。 除了讓不同的知識整合，也讓物理數學等抽象理論的概念，透過機器人的動手實驗，活潑生動地呈現出來。 最常見的就是數學計算，長度，角度，半徑，距離，三角函數的應用。 還有物理部分，一般動力機械只能應用在槓桿，結構與力，齒輪，滑輪等機構部分。有了機器人的程式設計，配合時間的變化，古典力學的速度、加速度、甚至圓周運動、自由落體，都能完成。 最近The NXT STEP提供的影片，恰巧可以提供一些例子。 這是他們 新書介紹 的一台機器人 MARTY （請點擊），知道兩個輪子之間的距離，就可以計算出當機器人原地旋轉固定角度（120度），輪胎所行走的距離。利用這些計算結果，就可以命令機器人在紙上畫圖。 當然孩子在學習機器人時，大概都想做一些有趣的東西。遇到這些學校裡所教的的數學、物理，通常都不太願意認真思考。 不過為了完成設定的目標任務，孩子也都會盡力接受挑戰，這樣一來，就真的是寓教於樂。 最近我們的動力機械課程--海龜媽媽，也嘗試將動物保育的精神及動物習性特徵，介紹給孩子。小朋友透過圖片，影像，文字的介紹，最後動手完成可愛的海龜媽媽及海龜寶寶。不僅僅是樂高教具的學習，也是自然生態的接觸。 利用樂高教玩具還可以有很多的作用喔！歡迎您提出您的看法！ 我們也很歡迎各級學校及機關團體與我們聯繫，我們可以提供樂高教具教學介紹及基本認識，做為老師研習的主題，共同推廣這些對孩子有幫助的學習方式。謝謝！